Biến đổi khí hậu toàn cầu - Phần 4
29/11/2015BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU TOÀN CẦU Phần 4. Vai trò của đại dương Trần Đăng Hồng, PhD |
Sinh vật không chỉ sống trên đất liền, mà đa số sống trong đại dương. Hơn 90% sinh vật sống trong đại dương, nhất là ở đáy biển. Ai cũng biết đại dương cung cấp thực phẩm cho loài người, nhưng ít người biết đại dương còn có nhiều vai trò quan trọng khác.
Điều hòa nhiệt lượng toàn cầu. Đại dương hấp thụ hơn 90% năng lượng của hệ thống khí hậu trên địa cầu, nhờ vậy làm giảm gia tăng nhiệt độ trên đất liền. Cũng chính đại dương hấp thụ năng lượng dư thừa nên nước biển cũng gia tăng nhiệt độ, từ lớp mặt đến độ sâu 2000 m. Việc trao đổi nhiệt lượng giữa đại dương và đất liền tiếp tục cho đến vị trí cân bằng nhiệt lượng, khi đó cột nước càng lúc càng bền vững, vì vậy càng về sau thì càng gần đến thăng bằng nhiệt lượng, việc hấp thụ nhiệt lượng của đại dương giảm dần, như vậy có nghĩa là nhiệt lượng tích tụ càng lúc càng nhiều trong khí quyển, làm nhiệt độ không khí gia tăng nhanh hơn.
Hâm nóng đại dương ảnh hưởng đến các dòng hải lưu, mở rộng địa bàn vùng bảo nhiệt đới, và sự khác biệt lớn về nhiệt độ giữa đất liền và biển cả là nguồn cội làm biến đổi hệ thống gió mùa. Hun nóng đại dương cũng làm gia tăng cường độ và tần số khí hậu khắc nghiệt. Các nghiên cứu mới đây cho thấy sự hun nóng vùng biển nhiệt đới Thái Bình Dương ảnh hưởng sâu rộng đến hiện tượng El Niño, gây thêm mưa bão cực đoan ở vùng xích đạo đông Thái Bình Dương, làm vùng xích đạo tây Nam Mỹ Châu mưa nhiều và nóng trong lúc bờ phía đông Nam Mỹ thì khô hạn và nóng, còn vùng tây Thái bình Dương thì khô hạn và nóng trong lúc phần phía nam của Bắc Mỹ thì mưa nhiều và lạnh hơn. Tương tự, khí hậu cực đoan cũng thấy trên Ấn Độ Dương, ảnh hưởng đến hệ thống gió mùa. Hâm nóng đại dương cũng khuếch rộng phạm vi biển hấp thụ nhiều năng lượng để tạo bão nhiệt đới hay cuồng phong.
Đại dương là kho tồn trữ nước. Nhiệt độ gia tăng làm băng hà tan thành nước, nhất là khối băng hà Nam Cực. Hậu quả là nước biển dâng cao đe dọa vùng duyên hải thấp trên thế giới (Hình 1). Trong thời gian 1972 đến 2008, 52% nước dâng cao là do băng hà tan, 38% là do nước trương nở khi nước tăng nhiệt độ, 10% còn lại là do nước ngầm trong đất liền bị mất làm nền đất lún sụp, và nhiều lý do khác chưa xác định được. Băng hà tan rã nhanh chóng từ thập niên 1990s đến nay làm nước biển dâng cao nhanh hơn, chiếm khoảng 75% kể từ 2003 (Hình 2). Vận tốc trung bình hàng năm nước biển dâng cao trong thời gian 1993 – 2008 gia tăng 65-90% so với trung bình hàng năm của thế kỷ 20.
Các chứng cớ ngày nay cho thấy mảng băng hà phía tây Nam Cực tan rã quá nhanh, có thể làm nước dâng cao hơn tiên đoán 4 m, lý do là các dòng hải lưu mang nước ấm đến thẳng tới khối băng hà Nam Cực.
Hình 1. Kể từ 1880 đến nay, nước biển dâng cao 20 cm (8 inches). Đường vẻ màu xanh là quan trắc thực tế trên biển kể từ 1870, còn màu lục do vệ tinh đo kể từ 2003. Cả hai phương pháp đều thống nhất về khuynh hướng gia tăng.
Hình 2. Nước biển dâng cao là do nước trương nở và do băng hà tan. Trong thời gian 1972 – 2008, trương nở chiếm 38%, băng hà tan 52%, nhưng trong thời gian 1993 – 2008, băng hà tan chiếm 75%.
Nước biển bị acit hóa. Đại dương hấp thụ khí CO2 dư thừa trong khí quyển do con người đốt nhiên liệu cổ sinh. Sự kiện này đưa đến việc nước biển trở thành acit. Các nhà khoa học ước lượng đại dương hấp thụ trong năm 2013 khoảng 2,9 ± 0,5 tỉ tấn CO2 , tức gần bằng 30% khí CO2 toàn cầu thải trong năm này. Khoảng 28% khí CO2 toàn cầu thải do đốt nhiên liệu cổ sinh kể từ cách mạng kỹ nghệ 1750 đến 2011 được tồn trữ trong đại dương, số lượng này cũng tương đương với số lượng C tích trữ trên các đại lục (như dưới dạng thực vật, chất mùn hữu cơ, v.v.) trong cùng thời gian này. Hậu quả của nước bị acit hóa chưa lường hết được, nhưng chắc chắn là ảnh hưởng xấu tới sanh sản và tăng trưởng của động vật có vỏ vôi như san hô, ốc, sò, tôm, cua, v.v. và ảnh hưởng xấu tới dây chuyền thực phẩm (Đọc lại phần 3).
Nước biển thiếu khí oxy. Khi nhiệt độ nước gia tăng, lượng khí oxy hòa tan trong nước bị giảm, đặc biệt ở độ sâu 200 – 700 m. Từ mặt nước đến đáy đại dương gồm nhiều tầng nước. Giữa các tầng, nước có tỉ trọng, nhiệt độ, áp xuất và lượng oxy hòa tan khác nhau. Các loài sinh vật thích ứng ở mỗi tầng cũng khác nhau giữa các tầng nước, vì chúng thích ứng với tỉ trọng, nhiệt độ, lượng oxy hòa tan và áp xuất của tầng đó. Một khi nước bị hâm nóng, các yếu tố trên bị thay đổi nên ảnh hưởng lớn đến sinh vật. Chúng phải trồi lên tầng trên để thích ứng với lượng oxy, nhưng lại khác biệt các yếu tố kia, và chỉ có sinh vật nào thích ứng rộng rải được mọi yếu tố sẽ tồn tại. Đó là lý do mực khổng lồ (humboldt squid) trồi lên sống gần mặt biển hơn từ hơn hai thập niên qua.
Ngăn cản chất hữu cơ từ đáy biển trồi lên mặt biển. Việc hâm nóng đại dương tạo cách biệt nhiều giữa các tầng nước, ngăn cản sự lưu thông từ đáy lên mặt nước nên không mang được chất khoáng và chất hữu cơ tích tụ ở đáy biển lên mặt biển, vốn là thức ăn của sinh vật biển. Hậu quả sinh vật biển càng ngày càng kém phong phú.
Kết luận
Đốt nhiên liệu cổ sinh cũng như các công nghiệp thải nhiều khí nhà kiếng làm gia tăng nhiệt độ toàn cầu. Hậu quả tai hại không những xảy ra trên đất liền mà cà trên đại dương, từ mặt biển đến đáy, làm biến đổi môi trường sống của mọi sinh vật trong vòng 200 m từ mặt biển, cũng như sinh vật ở đáy biển.
Hình 3. Khi đại dương được hâm nóng, có sinh vật thắng thế, có sinh vật thiệt thòi. Cua-đá (king crab, stone crab) nay di cư sinh sống ở đáy biển Palmer Deep vùng Nam Cực được ấm hơn (Hình A), cũng như loại sò hến nay phát triển ở vùng đáy biển ấm vùng duyên hải Đại Tây Dương (Hình B), trong lúc san hô ở Địa Trung Hải bị tiêu diệt vì nước ấm và acit hóa (Hình C), còn loại mực khổng lồ humboldt (Dosidicus gigas) vốn sống ở tầng sâu dưới biển nay phải trồi lên gần mặt biển ở vùng đông Thái Bình Dương để thích ứng với việc thiếu oxy hòa tan trong nước (Hình D).
TÀI LIỆU THAM KHẢO CHÁNH
Thomas F. Stocker (13/11/2015).The silent services of the world ocean. Science, 350, 6262, page 764 – 765.